Desalinizzazione Post-trattamento: processo di rimozione del boro

Perché il boro dovrebbe essere rimosso dall'acqua di irrigazione?Il boro può essere tossico a livelli di concentrazione molto bassi. Una concentrazione di boro inferiore a 1 mg/l è essenziale per lo sviluppo delle piante, ma livelli più elevati possono causare problemi nelle piante sensibili. La maggior parte delle piante presenta problemi di tossicità quando la concentrazione di boro supera i 2 mg/l (vedi tabella sotto).Fonte: estratto dalle linee guida australiane sulla qualità dell'acqua per prodotti freschi e amp; Acque Marine (ANZECC)
Nota. La tolleranza varia in base al clima, alle condizioni del suolo e alle varietà delle colture
Nota2. La concentrazione massima tollerata nell'acqua di irrigazione senza riduzione della resa è approssimativamente uguale ai valori dell'acqua del suolo.
Perché l'acqua dissalata ha bisogno di un ulteriore processo di rimozione del boro?La presenza di boro nell'acqua di mare varia da 4 a 5,5 mg/L, proporzionalmente alla salinità dell'acqua di mare. Proviene principalmente dallo scarico degli impianti di trattamento delle acque reflue, viene utilizzato in sapone e detersivi, nonché fertilizzanti agricoli.Il boro è presente nell'acqua come acido borico H3BO3 e borato H3BO2-. La forma dominante delle specie di boro dipende dal pH dell'acqua. Il pKa di H₃BO₃/H₃BO₂^- è 9,2 , quindi l'equilibrio H₃BO₃ H₃BO₂^- + H⁺ è in genere verso sinistra a pH standard dell'acqua di mare 8.Le membrane ad osmosi inversa sono molto efficienti nel rimuovere specie cariche come lo ione borato piuttosto che molecole neutre come l'acido borico.Le velocità tipiche di rimozione del boro a pH 8 sono comprese tra il 73 e il 90% per le membrane standard ad osmosi inversa per acqua di mare ad alta reiezione, a seconda della temperatura dell'acqua. La speciale membrana High Boron Removal può ottenere una rimozione del 95%.Il più delle volte, l'acqua di mare ad alta salinità ha un alto contenuto di boro e si trova in zone a clima molto caldo come il Golfo Persico, il Mar Rosso, il Mar Mediterraneo orientale o il Mar dei Caraibi. A 30^oC, la rimozione del boro scende a circa il 78%, lasciando 1,15 mg/l nel flusso di permeato Pass-1. Pertanto, è necessario uno specifico processo di rimozione del boro per raggiungere lo 0,5 mg/l richiesto dall'OMS.Come può essere rimosso il boro dall'acqua dissalata?A seconda della salinità dell'acqua, della concentrazione di boro e della temperatura, vengono utilizzati due processi principali per produrre acqua potabile al di sotto di 0,5 mg/L di boro:

• Elabora un SWRO a 2 passaggi:

RO di 2° passaggio con aggiunta di soda caustica per aumentare il pH intorno a 9,5. Parte del permeato pass-1 può essere bypassato per mantenere alcuni minerali nell'acqua. Il 2° passaggio RO può essere costituito da membrane Seawater Low Energy se temperatura e salinità sono elevate o membrane di reiezione Salmastra High Water in caso di condizioni più miti.

• Processo B SWRO+ IX:

Resina selettiva a scambio ionico di boro con o senza by-pass, a seconda della concentrazione di boro residua necessaria. La resina selettiva deve essere rigenerata in loco con soda caustica e acido cloridrico. Spesso è necessario un sistema a doppia colonna per garantire una produzione continua.
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